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      1. 6脉冲、12脉冲可控硅整流器原理与区别 - 产品知识 - 明士亚洲官网
        
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      6. 6脉冲、12脉冲可控硅整流器原理与区别

        通告人:明士亚洲官网   &nbsp通告日期:2019-03-20 11:30:47    &nbsp点击:1560

        摘要:本文从理论推导、实测数据分析、谐波分析和改进对策、性能对比四个地方详细阐述6脉冲和12脉冲整流器的规律和区别。对大功率UPS的整流技术有一番深入全面的分析。
        一、辩论推导

        16脉冲整流器原理:

        6脉冲指以6个可控硅(晶闸管)重组的全桥整流,出于有6个开关脉冲对6个可控硅分别控制,之所以叫6脉冲整流。

        顶忽略三相桥式可控硅整流电路换相过程和水电脉动,假定交流侧电抗为零,直流电感为无穷大,延迟触发角a为零,则交流侧电流傅里叶级数展开为:

        (1-1)

        由公式(1-1)可得以下结论:

        电流中含6K?1k为正整数)先后谐波,即571113...等各次谐波,各次谐波的有效值与谐波次数成反比,且与基波有效值的比率为谐波次数的天文数字。


        希冀1.1 电脑仿真的6脉冲A外貌的投入电压、电流波形

        212脉冲整流器原理:

        12脉冲是指在原来6脉冲整流的基础上,在投入端、追加移相变压器后在增加一组6脉冲整流器,使直流母线电流由12个可控硅整流完成,从而又称为12脉冲整流。

        下图所示III两个三相整流电路就是通过变压器的不同联结构成12外貌整流电路。


        12
        脉冲整流器示意图(由26脉冲并联组成)

        1的网侧电流傅立叶系数展开为:

        (1-2)

        II网侧线电压比桥I提前30?,因网侧线电流比桥I提前30?

        (1-3)

        故合成的网侧线电流

        (1-4)

        可见,两个整流桥产生之571719...先后谐波相互平衡,流入电网的只有12k?1k为正整数)先后谐波,即11132325等各次谐波,且其有效值与谐波次数成反比,而与基波有效值的比率为谐波次数的天文数字。

        希冀1.2 电脑仿真的12脉冲UPS A外貌的投入电压、电流波形

        二、实测数据分析。

        上述计算为理想状态,忽视了众多因数,如换相过程、直流侧电流脉动、触发延迟角,交流侧电抗等。从而实测值与计算值有稳定出入。

        辩论计算谐波表:

        某型号大功率UPS谐波实测数据表:

        下以上两表对比可得,6脉整流器谐波含量最大为5先后谐波、12脉整流器强度最大为11先后谐波,与理论计算结果一致。65先后谐波实测值较计算值偏大,1211先后谐波实测值与计算值相同。

        三、谐波分析和改进对策

        谐波可能造成配电线缆、玉器发热,降低通话质量,环境开关误动作,发电机喘振等不良后果;谐波按电流相序分为+先后(3k+1先后,k0和正整数)、-先后(3k+2先后,k0和正整数)、0先后(3k先后,k为正整数)。

        +先后电流使损耗加重,-先后电流使电机反转、发热,0先后电流使中线电流异常增大。

        下实测值可见,6脉整流器5先后谐波最大,可加装5先后滤波器来控制谐波;12脉整流器11先后谐波最大,可加装11先后滤波器来控制谐波。玉器原理图如下:

        希冀:适用的LC玉器原理图

        某型号大功率UPS加装滤波器后谐波对比表如下:

        下上标可以看到,加装滤波器对谐波抑制作用非常明确。

        要求特别指出的是:6脉冲+5先后谐波滤波器的部署可以达到9%控制之谐波要求,但是由于5先后谐波(250Hz)玉器的电容容值较大,在UPS负载较轻(<15%预定负载)时,探测器输入电流会提前输入电压,如果发电机的励磁绕组采用自励方式,很容易产生电枢正反馈效应,发电机输出电压会异常升高,导致发电机进入保护状态而停工。从而6脉冲+5先后谐波滤波器方案不建议在UPS负载较轻时采用。顶实际负载较轻时,可将5先后谐波滤波器从整流器上脱出。

        而单独的12脉整流器也可达到10%控制之水电谐波指标,但是没有大电容的LC电路,避免了与发电机的励磁正反馈效应。

        使用12脉冲整流器+11先后谐波器可达到小于4.5%的水电谐波指标。单次谐波和总谐波含量均满足IEC61000-3-4的指标要求。

        附表1:在部署不同负载条件下,投入电流谐波总容量数据

        附表2:某型号400KVA 12脉冲+11先后滤波器 UPS投入电流总谐波含量表

        影响电网的是微波电流的变数,而不是微波电流的比重。由上标可以看到,在满载情况下,谐波电流绝对值最大;在半载及轻载情况下,谐波电流绝对值均不超过100%满载谐波电流绝对值。12脉冲+11先后谐波滤波器具有最小的效输入电流总谐波,同时还可避免有源滤波器误补偿、系统效率低等缺点,因12脉冲+11先后谐波滤波器此对电网的水污染最低,租用于可靠性要求较高的场地使用。

        四、性能对比:

        下上标可以看出,12脉冲整流器在多项性能指标上人均优于6脉冲整流器。12脉冲整流技术自70年代出生自今,历经不断改善和周全,现已逐渐变成大功率UPS探测器的首选技术。世上主流的大功率UPS销售商均推出了12脉冲UPS产品。

        终上所述,在投资额充许之情况下,尽量选用12脉整流器加11先后滤波器的UPS布局。此种配置满足信息产业部UPS行业标准输入电流谐波成份I类要求(YD/T1095-2000)和国际电工委员会IEC61000-3-4的指标要求。

        上一篇: 铝合金提炼工艺
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        6脉冲、12脉冲可控硅整流器原理与区别

        通告日期:2019-03-20 11:30:47
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        摘要:本文从理论推导、实测数据分析、谐波分析和改进对策、性能对比四个地方详细阐述6脉冲和12脉冲整流器的规律和区别。对大功率UPS的整流技术有一番深入全面的分析。
        一、辩论推导

        16脉冲整流器原理:

        6脉冲指以6个可控硅(晶闸管)重组的全桥整流,出于有6个开关脉冲对6个可控硅分别控制,之所以叫6脉冲整流。

        顶忽略三相桥式可控硅整流电路换相过程和水电脉动,假定交流侧电抗为零,直流电感为无穷大,延迟触发角a为零,则交流侧电流傅里叶级数展开为:

        (1-1)

        由公式(1-1)可得以下结论:

        电流中含6K?1k为正整数)先后谐波,即571113...等各次谐波,各次谐波的有效值与谐波次数成反比,且与基波有效值的比率为谐波次数的天文数字。


        希冀1.1 电脑仿真的6脉冲A外貌的投入电压、电流波形

        212脉冲整流器原理:

        12脉冲是指在原来6脉冲整流的基础上,在投入端、追加移相变压器后在增加一组6脉冲整流器,使直流母线电流由12个可控硅整流完成,从而又称为12脉冲整流。

        下图所示III两个三相整流电路就是通过变压器的不同联结构成12外貌整流电路。


        12
        脉冲整流器示意图(由26脉冲并联组成)

        1的网侧电流傅立叶系数展开为:

        (1-2)

        II网侧线电压比桥I提前30?,因网侧线电流比桥I提前30?

        (1-3)

        故合成的网侧线电流

        (1-4)

        可见,两个整流桥产生之571719...先后谐波相互平衡,流入电网的只有12k?1k为正整数)先后谐波,即11132325等各次谐波,且其有效值与谐波次数成反比,而与基波有效值的比率为谐波次数的天文数字。

        希冀1.2 电脑仿真的12脉冲UPS A外貌的投入电压、电流波形

        二、实测数据分析。

        上述计算为理想状态,忽视了众多因数,如换相过程、直流侧电流脉动、触发延迟角,交流侧电抗等。从而实测值与计算值有稳定出入。

        辩论计算谐波表:

        某型号大功率UPS谐波实测数据表:

        下以上两表对比可得,6脉整流器谐波含量最大为5先后谐波、12脉整流器强度最大为11先后谐波,与理论计算结果一致。65先后谐波实测值较计算值偏大,1211先后谐波实测值与计算值相同。

        三、谐波分析和改进对策

        谐波可能造成配电线缆、玉器发热,降低通话质量,环境开关误动作,发电机喘振等不良后果;谐波按电流相序分为+先后(3k+1先后,k0和正整数)、-先后(3k+2先后,k0和正整数)、0先后(3k先后,k为正整数)。

        +先后电流使损耗加重,-先后电流使电机反转、发热,0先后电流使中线电流异常增大。

        下实测值可见,6脉整流器5先后谐波最大,可加装5先后滤波器来控制谐波;12脉整流器11先后谐波最大,可加装11先后滤波器来控制谐波。玉器原理图如下:

        希冀:适用的LC玉器原理图

        某型号大功率UPS加装滤波器后谐波对比表如下:

        下上标可以看到,加装滤波器对谐波抑制作用非常明确。

        要求特别指出的是:6脉冲+5先后谐波滤波器的部署可以达到9%控制之谐波要求,但是由于5先后谐波(250Hz)玉器的电容容值较大,在UPS负载较轻(<15%预定负载)时,探测器输入电流会提前输入电压,如果发电机的励磁绕组采用自励方式,很容易产生电枢正反馈效应,发电机输出电压会异常升高,导致发电机进入保护状态而停工。从而6脉冲+5先后谐波滤波器方案不建议在UPS负载较轻时采用。顶实际负载较轻时,可将5先后谐波滤波器从整流器上脱出。

        而单独的12脉整流器也可达到10%控制之水电谐波指标,但是没有大电容的LC电路,避免了与发电机的励磁正反馈效应。

        使用12脉冲整流器+11先后谐波器可达到小于4.5%的水电谐波指标。单次谐波和总谐波含量均满足IEC61000-3-4的指标要求。

        附表1:在部署不同负载条件下,投入电流谐波总容量数据

        附表2:某型号400KVA 12脉冲+11先后滤波器 UPS投入电流总谐波含量表

        影响电网的是微波电流的变数,而不是微波电流的比重。由上标可以看到,在满载情况下,谐波电流绝对值最大;在半载及轻载情况下,谐波电流绝对值均不超过100%满载谐波电流绝对值。12脉冲+11先后谐波滤波器具有最小的效输入电流总谐波,同时还可避免有源滤波器误补偿、系统效率低等缺点,因12脉冲+11先后谐波滤波器此对电网的水污染最低,租用于可靠性要求较高的场地使用。

        四、性能对比:

        下上标可以看出,12脉冲整流器在多项性能指标上人均优于6脉冲整流器。12脉冲整流技术自70年代出生自今,历经不断改善和周全,现已逐渐变成大功率UPS探测器的首选技术。世上主流的大功率UPS销售商均推出了12脉冲UPS产品。

        终上所述,在投资额充许之情况下,尽量选用12脉整流器加11先后滤波器的UPS布局。此种配置满足信息产业部UPS行业标准输入电流谐波成份I类要求(YD/T1095-2000)和国际电工委员会IEC61000-3-4的指标要求。

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